概述
锇,元素周期表第6周期Ⅷ族元素,鉑族金屬成員之一。元素符号0s,原子序數76,相對原子質量190.2,屬重鉑族金屬。
锇用于制造耐磨和耐腐蝕的硬質合金以及合成氨和加氫反應中的催化劑等。銥锇合金用于制筆尖以及鐘、表和儀器中的軸承。其中,锇塊是由鉑金屬的天然合金(存在于銥锇礦中)或銥锇礦分出的純度為99.9%的锇組成.Os具有硬度高、難熔、耐磨、耐腐蝕的特性。在室溫時易形成藍色氧化膜(OsO2),受熱時氧化生成四氧化锇OsO4。
理化性質
元素名稱:锇
原子序數:76
元素原子量:190.2
元素類型:金屬
原子體積:(立方厘米/摩爾):8.49
地殼中含量:(ppm):0.0001
元素在太陽中的含量:(ppm) :0.002
氧化态:Main Os+4
Other Os-2, Os0, Os+1, Os+2, Os+3, Os+5, Os+6, Os+7, Os+8
晶體結構:晶胞為六方晶胞。
晶胞參數:
a = 273.44 pm
b = 273.44 pm
c = 431.73 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
莫氏硬度:7
聲音在其中的傳播速率:(m/S)4940
電離能 (kJ /mol)
M - M+ 840
M+ - M2+ 1600
M2+ - M3+ 2400
M3+ - M4+ 3900
M4+ - M5+ 5200
M5+ - M6+ 6600
M6+ - M7+ 8100
M7+ - M8+ 9500
锇的密度最大,锇的共價半徑特别小,也就是說锇原子相互之間排列得非常緊密,密度也就相當大,密度排名第二的銥共價半徑比锇略小一點,所以密度也很大了。從密度來
看,藍灰色的金屬锇是金屬中的冠軍,锇的密度為22.48克/立方厘米,相當于鉛的2倍,鐵的3倍,锂的42倍。1立方米的锇就有22.48噸重。
金屬锇極脆,放在鐵臼裡搗,就會很容易地變成粉末,锇粉呈藍黑色。金屬锇在空氣中十分穩定,熔點是2700攝氏度,它不溶于普通的酸,甚至在王水裡也不會被腐蝕。可是,粉末狀的锇,在常溫下就會逐漸被氧化,并且生成四氧化锇。四氧化锇在48攝氏度時會熔化,到130攝氏度時就會沸騰。锇的蒸氣有劇毒,會強烈地刺激人眼的粘膜,嚴重時會造成失明。
锇在工業中可以用做催化劑。合成氨時,如果用锇做催化劑,就可以在不太高的溫度下獲得較高的轉化率。如果在鉑裡摻進一點锇,就可做成又硬又鋒利的手術刀。利用锇同一定量的銥可制成锇銥合金。銥金筆筆尖上那顆銀白色的小圓點,就是锇銥合金。锇銥合金堅硬耐磨,銥金筆尖比普通的鋼筆尖耐用,關鍵就在這個“小圓點”上。用锇銥合金還可以做鐘表和重要儀器的軸承,十分耐磨,能使用多年而不會損壞。
锇塊
密度22.48克/厘米3。是密度最大的金屬。熔點3045℃,
沸點5300℃以上。六方密集晶格。化合價有+2、+3、+4和+8。灰藍色金屬,硬而脆。化學性質穩定,粉末狀的锇易氧化。濃硝酸、濃硫酸、次氯酸鈉溶液都使它氧化。加熱易生成四氧化锇OsO4易揮發有劇毒的晶體。
锇用于制造耐磨和耐腐蝕的硬質合金以及合成氨和加氫反應中的催化劑等。銥锇合金用于制筆尖以及鐘、表和儀器中的軸承。其中,锇塊是由鉑金屬的天然合金(存在于銥锇礦中)或銥锇礦分出的純度為99.9%的锇組成.Os具有硬度高、難熔、耐磨、耐腐蝕的特性。在室溫時易形成藍色氧化膜(OsO2),受熱時氧化生成四氧化锇OsO4。
發現
發現人:台奈特(Tennant)發現年代:1803年
發現過程:1803年,由英國台奈特(Tennant)發現。
1803年,法國化學家科勒德士戈蒂等人研究了鉑系礦石溶于王水後的渣子。他們宣布殘渣中有兩種不同于鉑的新金屬存在,它們不溶于王水。1804年,泰納爾發現并命名了它們。其中一個曾被命名為ptenium,後來改為osmium(锇),元素符号定為Os。ptenium來自希臘文中“易揮發”,osmium來自希臘文osme,原意是“臭味”。這是由于四氧化锇OsO4的熔點隻有41℃,易揮發,有惡臭。它的蒸氣對人的眼睛特别有害。锇是處于元素周期表中ⅧB族中能生成8價化合物的兩個元素之一。
來源及用途
元素來源:存在于锇銥礦中。将含锇的固體在空氣中焙燒,将揮發出的四氧化物吸收在醇堿溶液中。所得锇酸鹽,再用氫氣還原而制得。
元素用途:用來制造超高硬度的合金。锇同铑、钌、銥或鉑的合金,用作電唱機、自來水筆尖及鐘表和儀器中的軸承。
輔助資料
锇屬鉑系元素。鉑系元素幾乎完全成單質狀态存在,高度
分散在各種礦石中,例如原鉑礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦等。鉑系元素幾乎無例外地共同存在,形成天然合金。在含鉑系元素礦石中,通常以鉑為主要成分,而其餘鉑系元素則因含量較小,必須經過化學分析才能被發現。由于锇、銥、钯、铑和钌都與鉑共同組成礦石,因此它們都是從鉑礦提取鉑後的殘渣中發現的。鉑系元素化學性質穩定。它們中除鉑和钯外,不但不溶于普通的酸,而且不溶于王水。鉑很易溶于王水,钯還溶于熱硝酸中。所有鉑系元素都有強烈形成配位化合物的傾向。
四氧化锇
物質的理化常數:
國标編号:61026
CAS号:20816-12-0
中文名稱:四氧化锇
英文名稱:Osmium tettroxide;Osmic anhydride
别名:锇(酸)酐
分子式:OsO4外觀與性狀 白色或淡黃色結晶,有類似氯的氣味
分子量:254.20蒸汽壓0.93kPa(20℃)
熔點:41.0℃沸點:130℃溶解性 微溶于水,溶于乙醇、乙醚、四氯化碳、氨水
密度:相對密度(水=1)4.91
穩定性:穩定
危險标記:13(劇毒品)主要用途 催化劑、氧化劑、化學試劑,還用于醫藥和制造白熱氣燈的紗罩等。
對環境的影響:
1、健康危害
侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。健康危害:對眼睛、粘膜、呼吸道有強烈刺激作用。可引起眼結膜炎、支氣管炎、肺炎等,可因肺炎而緻死。對皮膚可引起壞死性皮炎。低濃度較長期的作用,引起角膜損害,甚至失明。
2、毒理學資料及環境行為
毒性:屬高毒類.一級無機毒害品。
急性毒性:LD5014mg/kg(大鼠經口);162mg/kg(小鼠經口)。
危險特性:具有強氧化性。與易燃物、有機物接觸易着火燃燒。受熱分解産生有毒的煙氣。
燃燒(分解)産物:可能産生有害的毒性煙霧。
3、現場應急監測方法:
5、環境标準:美國車間衛生标準0.002mg/m3[Os]
6、應急處理處置方法:
A、洩漏應急處理:
隔離洩漏污染區,周圍設警告标志,建議應急處理人員戴正壓自給式呼吸器,穿化學防護服。戴好防毒面具,穿一般消防防護服。不要直接接觸洩漏物。避免揚塵,用清潔的鏟子收集于幹燥淨潔有蓋的容器中,轉移到安全場所。也可以用水泥、瀝青或适當的熱塑性材料固化處理再廢棄。如大量洩漏:收集回收或無害處理後廢棄。
B、防護措施
呼吸系統防護:作業工人應該佩帶防毒口罩。必要時佩帶防毒面具。
眼睛防護:戴化學安全防護眼鏡。
身體防護:穿相應的防護服。
手防護:戴防化學品手套。
其它:工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作
後,淋浴更衣。單獨存放被毒物污染的衣服,洗後再用。保持良好的衛生習慣。
C、急救措施
本身不會燃燒,但受熱能分解放出劇毒的煙霧.劇毒,觸及皮膚能引起皮炎甚至壞死. 能刺激眼睛結膜, 甚緻失明. 吸入蒸氣可使人死亡.
皮膚接觸:立即脫去污染的衣着,用大量流動清水徹底沖洗。或用3%硼酸溶液沖洗。就醫。
眼睛接觸:立即提起眼睑,用流動清水10分鐘或用2%碳酸氫鈉溶液沖洗。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。注意保暖,保持呼吸道通暢。給予2-4%碳酸氫鈉溶液霧化吸入。必要時進行人工呼吸。就醫。
食入:誤服者立即漱口,洗胃。就醫。
滅火方法:不燃。火場周圍可用的滅火介質。
銥锇礦
礦物名稱:銥锇礦,Iridosmine
化學組成:IrOs,多含有少許鉑、铑、钌、銅、鐵等;
鑒定特征:不熔融;遇酸不溶解;加硝石燒時散發一種特異的惡臭(OsO4)将燒後熔渣溶于水中,則有黑色銥粉沉澱;
成因産狀:在中國主要産于超基性岩鉻鐵礦型鉑礦床及
砂礦中,與自然鉑、銥鉑礦、硫鎳钯鉑曠、鉻尖晶石等成組合;
著名産地:世界著名産地有烏拉爾、南美的察科、哥倫比亞的北部、美國奧裡崗等地。
名稱來源:依據其成分組成命名;
晶體形态:六方薄闆狀晶形。
晶體結構:晶系和空間群:六方晶系,D6h4一P63/mnc;
晶胞參數:a0=2.718,c0=4.309埃,Z=2;
粉晶數據:1.22(1)2.13(1)1.35(0.6)
物理性質
硬度:硬度變化較大5.8-7.6
比重:20-22.5g/cm3
解理:解理0001完全
顔色:鋼灰色,銀白色或錫白色
條痕:灰色
透明度:不透明
光澤:金屬光澤
其他:微有展性及脆性
光學性質
反射色錫白帶淺藍。反射率:67.5(綠光),66(橙光),67(紅光)。平行c軸切面雙反射清楚。非均質弱到中強,淺粉紅、紅、古銅色和灰到深藍。